JPS6184550A - Inspecting device using nuclear magnetic resonance - Google Patents

Inspecting device using nuclear magnetic resonance

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JPS6184550A
JPS6184550A JP59206225A JP20622584A JPS6184550A JP S6184550 A JPS6184550 A JP S6184550A JP 59206225 A JP59206225 A JP 59206225A JP 20622584 A JP20622584 A JP 20622584A JP S6184550 A JPS6184550 A JP S6184550A
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image
static magnetic
coil
gradient magnetic
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山本 悦治
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謙介 関原
Hideki Kono
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Abstract

PURPOSE:To correct the influence of the irregularity of a static magnetic field and/or nonlinearity of a slanting magnetic field by measuring the intensity distribution in the visual field of the static magnetic field and/or slanting magnetic field, and correcting an image obtained in the presence of the magnetic field at each point. CONSTITUTION:A computer 1 outputs various instructions to respective devices at constant timing. The output of a high frequency pulse generator 2 is amplified by a power amplifier 3 to establish a high frequency magnetic field and also excite simultaneously a coil 4 which detects a signal generated by an object body 16. The coil 4 serves as a receiving coil, and a received signal component is passed through an amplifier 5 and detected by a detector 6, and then inputted to and processed by the computer 1, so that the signal is displayed on a display device 7 after being converted into an image. Coils 8, 9, and 10 generate slanting magnetic fields in the z direction and directions perpendicular to it. A static magnetic field is produced by a coil 14 which is driven by a power source 15. A human body 16 to be inspected is laid on a bed 17, which is movable on a support table 18.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は核磁気共鳴(以下、rNMRJという)を用い
た検査装置に関し、特にNMRイメージングにおいて、
画質劣化の原因となる静磁場の不均一および傾斜磁場の
非直線性の影響を完全に、独立に補正可能なNMRを用
いた検査装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an inspection device using nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as rNMRJ), particularly in NMR imaging.
The present invention relates to an inspection apparatus using NMR that can completely and independently correct the effects of static magnetic field inhomogeneity and gradient magnetic field nonlinearity that cause image quality deterioration.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、人体の頭部、腹部などの内部構造を非破壊的に検
査する装置として、X線CTや超音波撮像装置が広く利
用されて来ている。近年、核磁気共鳴現象を用いて同様
の検査を行う試みが成功し、X1CTや超音波撮像装置
では得られない情報を取得できることが明らかになって
来た。核磁気共鳴現象を用いた検査装置においては、検
査物体からの信号を物体各部に対応させて分離・識別す
る必要がある。その1つに、検査物体に傾斜磁場を印加
し、物体各部の置かれた静磁場を異ならせ、これにより
各部の共鳴周波数あるいはフェーズ・エンコード量を異
ならせることで位置の情報を得る方法がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, X-ray CT and ultrasonic imaging devices have been widely used as devices for non-destructively inspecting internal structures such as the head and abdomen of a human body. In recent years, attempts to perform similar tests using nuclear magnetic resonance phenomena have been successful, and it has become clear that information that cannot be obtained with X1CT or ultrasound imaging devices can be obtained. In an inspection device that uses nuclear magnetic resonance phenomena, it is necessary to separate and identify signals from an inspection object in correspondence with each part of the object. One method is to obtain position information by applying a gradient magnetic field to the object to be inspected, varying the static magnetic field placed on each part of the object, and thereby varying the resonant frequency or phase encoding amount of each part. .

その基本原理については、KumarらがJ 、 Ma
gn。
Regarding its basic principle, Kumar et al.
gn.

Re5on、 (よ8 、69 (1975))に、あ
るいはEdelstein  らがPhys、Med、
BioL、 (且、751(1980) )に報告して
いるのでここでは省略する。
Re5on, (Yo 8, 69 (1975)) or Edelstein et al.
BioL, (751 (1980)), so it will be omitted here.

このようなイメージングにおいては、静磁場の不均一性
および傾斜磁場の非直線性は画質を劣化させる原因とな
っている。従来まで、静磁場の不均一性および傾斜磁場
の非直線性の影響については、これらの分布が知られて
いるならば補正可能であることが報告されている(Se
kihara at al。
In such imaging, non-uniformity of the static magnetic field and non-linearity of the gradient magnetic field are causes of deterioration of image quality. It has been reported that the effects of static magnetic field inhomogeneity and gradient magnetic field nonlinearity can be corrected if their distributions are known (Se
kihara at al.

Phys 、 Mad 、 Biol、旦、 l 5 
(1984)参照のこと)。
Phys, Mad, Biol, Dan, l 5
(1984)).

これらの分布のうち静磁場の不均一分布を測定する方法
については、すでにMaudsleyらがJ、Phys
A method for measuring the non-uniform distribution of static magnetic fields among these distributions has already been reported by Maudsley et al. in J. Phys.
.

E : Sci、Instrum、り二し216 (1
984) )  に報告しているように、絵素単位の分
布までも求めることが可能である。しかし、傾斜磁場の
非直線性を求める方法については、これまで知られてい
なかった。傾斜磁場を発生するコイルは、通常、静磁場
発生用磁石のボア内に設置されるため、その直線性を現
状以上に高めるのは難かしく、測定対象によっては、そ
の影響を無視できなかった。そのため、静磁場の補正だ
けでは十分な補正が行なえなかった。
E: Sci, Instrument, Rinishi 216 (1
As reported in 984), it is possible to obtain even the distribution of picture elements. However, until now, there was no known method for determining the nonlinearity of gradient magnetic fields. Since the coil that generates the gradient magnetic field is usually installed inside the bore of the magnet for generating the static magnetic field, it is difficult to improve its linearity beyond the current level, and depending on the object to be measured, the effect of this cannot be ignored. Therefore, it has not been possible to perform sufficient correction only by correcting the static magnetic field.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明はこのような欠点を鑑がみてなされたもので、そ
の目的は静磁場不均一と傾斜磁場の非直線性とを分離し
て検出し、それらのうちの少なくとも一方の影響を補正
可能にした検査装置を提供することを目的とする。
The present invention was developed in view of these drawbacks, and its purpose is to detect static magnetic field inhomogeneity and gradient magnetic field nonlinearity separately, and to make it possible to correct the influence of at least one of them. The purpose is to provide an inspection device that

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の要点は、フーリエイメージング法を用いた検査
装置において、視野内における静磁場の不均一分布およ
び傾斜磁場の分布を求めるのに、強度の異なる2種類の
傾斜磁場(分布は同じとする)を用いて間者を分離して
検出し、そのデータをもとに得られた画像を補正するよ
うにした点にある。
The gist of the present invention is that in an inspection device using the Fourier imaging method, two types of gradient magnetic fields with different strengths (assuming the distributions are the same) are used to determine the non-uniform distribution of static magnetic fields and the distribution of gradient magnetic fields within the field of view. The main feature of this method is that the images are corrected based on the detected data.

これについて、以下、若干補足的説明を行なう。Regarding this, some supplementary explanation will be given below.

説明を簡単にするために、2次元で後述する変形スピン
ワープ法を例にとって説明する。  。
To simplify the explanation, a two-dimensional modified spin warp method, which will be described later, will be explained as an example. .

ρ(x、y)を対象のスピン密度分布、E (x r 
y )を静磁場の分布の基準量からのずれ、G、、G、
をそれぞれX方向、X方向の傾斜磁場の大きさとする。
Let ρ(x, y) be the target spin density distribution, E(x r
y) is the deviation of the static magnetic field distribution from the reference amount, G, , G,
Let be the magnitude of the gradient magnetic field in the X direction and the X direction, respectively.

ここで、Xy X方向の非直線的な傾斜磁場をG、(x
tt、(x、 y)) t ay (y+εy(xt 
y))と表わす。このように表すとGヨ、G、はコイル
に流れる電流に比例し、5w(xt y)+ εy(X
ty)はコイルの形状により決まる量となる。ここで、
εm(Xl y) r  εy(xty)をそれらの直
線からずれた成分を表わす。この時、計測された2次元
信号s (a−+ ty)は 5(a−+ty)=ズ7p (xty)expトj y
 (t* (xt 5 、 (x、y) GIl十E 
(xty)+Gy r、y(x、y)÷Gyy)ty)
)d−dy  (1)で表わされる。γは核磁気回転比
である。ここで、積分変数を とすると −S (G、yty)=、//’p (x’ *y’ 
)exp(−jy (t、x’ G。
Here, the nonlinear gradient magnetic field in the Xy and X directions is G, (x
tt, (x, y)) t ay (y+εy(xt
It is expressed as y)). Expressed in this way, G yo, G is proportional to the current flowing through the coil, and is 5w (xt y) + εy (X
ty) is a quantity determined by the shape of the coil. here,
εm(Xly) r εy(xty) represents a component that deviates from those straight lines. At this time, the measured two-dimensional signal s(a-+ty) is 5(a-+ty)=z7p(xty)exptoj y
(t* (xt 5, (x, y)
(xty) + Gy r, y (x, y) ÷ Gyy) ty)
) d-dy (1). γ is the nuclear gyromagnetic ratio. Here, if the integral variable is -S (G, yty)=, //'p (x'*y'
) exp(-jy (t, x' G.

+tyy’  ay))d−’ d、′(3)ここで、
ρ(Xl y)=ρ’ (x’ Ty’ )との間には
次式で示される関係が成立する。
+tyy' ay)) d-'d,' (3) Here,
The relationship expressed by the following equation holds true between ρ(Xly)=ρ'(x'Ty').

ρ’ (x’ +y’ )=ρ(X、y)/J(x、y
)  (4)ただし、J(x、y)は次式で与えられる
ρ'(x' + y') = ρ(X, y)/J(x, y
) (4) However, J(x, y) is given by the following formula.

(,7)式は、Eヨ、Eの変化が小さい時にはa、  
 Gyay と表わすことができる。
Equation (,7) is Eyo, when the change in E is small, a,
It can be expressed as Gyay.

ところで、(2)式から分かるように、対象物体の分布
ρ(x、y)が静磁場の不均−E(x、y)と傾斜磁場
の非直線性@、(xt y)とεy (xt y)との
影響でρ/ (x/ 、 yl )に変化する場合、こ
のままでは両者の影響を分離することはできない。
By the way, as can be seen from equation (2), the distribution ρ(x, y) of the target object is affected by the inhomogeneity of the static magnetic field -E(x, y) and the nonlinearity of the gradient magnetic field @, (xt y) and εy ( xty) changes to ρ/(x/, yl), it is not possible to separate the effects of both.

しかし、ここでG、として大きさが異なる複数の傾斜磁
場を用いることにより1両者の影響を分離できることを
見い出した。例として、2種類の磁場を用いたとしその
磁場をG、l、G、、とする。
However, it has been found that by using a plurality of gradient magnetic fields having different magnitudes as G, it is possible to separate the effects of both. As an example, suppose two types of magnetic fields are used, and the magnetic fields are G, l, G, .

(2)式に対応する式として、 が得られる。As a formula corresponding to formula (2), is obtained.

(8)式−(9)式より次式が得られる。The following equation is obtained from equations (8) and (9).

この式の意味するところは、G2、に対して得られる画
像の歪とG。に対して得られる画像の歪との差より、静
磁場の不均−E(xvy)だけを純粋に抽出できること
である。なお、G、1とG、2とでは得られる画像の視
野が異なるので、信号をサンプリングする時間間隔をG
、□とG F2とに対して逆比例するようにして同じ視
野となるようにするか、あるいは、得られた画像を拡大
あるいは縮ノJ%することにより視野を同じくすること
が必要である。
What this equation means is the distortion of the image obtained for G2 and G. This means that only the inhomogeneity -E(xvy) of the static magnetic field can be extracted purely from the difference between the distortion of the image obtained and the distortion of the image. Note that since the field of view of the image obtained is different between G,1 and G,2, the time interval for sampling the signal is
, □ and G F2 so that they have the same field of view, or it is necessary to make the field of view the same by enlarging or contracting the obtained image.

E(Xly)が求まれば、(8)式あるいは(9)式よ
りE y (X * y )が求まる。一方E−(xs
y)はx /−Xあるははx’ −xから求めることが
できる。
Once E(Xly) is found, E y (X*y) can be found from equation (8) or equation (9). On the other hand, E-(xs
y) can be found from x/-X or x'-x.

以上の説明においては、Xとx/(x#)またyとy’
(y’)との対応関係が求められることを仮定した。こ
れらの関係を求めるには1例えば第1図に示す所定スピ
ン密度を有する棒状の稲科21を配列したファントムを
用い、G、1で得た像(第2図のように配列された試料
が22のように現れる)およびG、2で得た像の対応す
る点同志での位置関係を求めればよいに こで、同図中の丸印は試料の置かれた位置を示す6勿論
、丸印の部分だけ試料が抜けており、他の領域に試料が
つまっている場合でもよい。いずれにしても像の歪が分
かるファントムであればかまbない。さてρ(X、y)
が像ρ′(y′、y′)に対応することが分かれば、X
とy′、yとy′との対応関係が求められることになる
。これを全てのx、yについて求めれば、視野内におけ
る前記対応関係が全て求まることになる6xとx # 
、 yとy′についても全く同様に、G、をGoとして
ρ’ (X’ r y’ )を求めればよい。
In the above explanation, X and x/(x#) and y and y'
It is assumed that a correspondence relationship with (y') is required. To find these relationships, 1. For example, use a phantom in which rod-shaped rice plants 21 having a predetermined spin density as shown in FIG. All you have to do is find the positional relationship between the corresponding points of the image obtained in 2) and G, 2. The circle mark in the figure indicates the position where the sample is placed6. It is also possible that the sample is missing only in the marked area and the sample is clogged in other areas. In any case, any phantom that can detect image distortion will suffice. Now ρ(X,y)
If we know that corresponds to the image ρ′(y′,y′), then
The correspondence relationship between and y' and y and y' is required. If we find this for all x and y, we will find all the correspondence relationships in the field of view6x and x #
, y and y', ρ'(X'ry') can be found in exactly the same way, with G being Go.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

まず、2次元面をイメージングする場合を例にとって、
変形スピンワープ法の原理と本発明を2次元変形スピン
ワープ法に適用した例について述べる。第3図は2次元
の変形スピンワープ法を実施するための照射パルスと、
XtV方向の傾斜磁場と核スピンからの信号のタイミン
グを示すものである。ここでは、(X、y)面に平行な
ある断面を選択するものとしている。図においてRFは
上記照射パルスを、G、およびGヨはそれぞれyおよび
X方向の傾斜磁場を示している。また、Sは核スピンか
らの信号を示している。
First, let's take the case of imaging a two-dimensional surface as an example.
The principle of the modified spin warp method and an example in which the present invention is applied to the two-dimensional modified spin warp method will be described. Figure 3 shows the irradiation pulse for implementing the two-dimensional deformed spin warp method,
It shows the timing of signals from the gradient magnetic field in the XtV direction and the nuclear spin. Here, a certain cross section parallel to the (X, y) plane is selected. In the figure, RF indicates the above-mentioned irradiation pulse, and G and Gyo indicate gradient magnetic fields in the y and x directions, respectively. Further, S indicates a signal from nuclear spin.

まず、90″RFパルスを照射し、試料内の核スピンを
90″倒す。その直後に、上記傾斜磁場G、を時間t、
だけ印加し5次に180’ RFパルスを照射する。信
号のi測はG、を印加しながら行なう。
First, a 90'' RF pulse is irradiated to tilt the nuclear spin in the sample by 90''. Immediately thereafter, the gradient magnetic field G is applied for a time t,
180' RF pulse is applied fifth time. The i-measurement of the signal is performed while applying G.

このような計測をX方向の傾斜磁場の大きさを変化させ
て行なった結果得られる2次元信号S(G*+ ty)
は、前記選択断面の核スピン分布ρ(X、y)との間に S (G、+ty) = ff p (x+y)exp
(−j y (G、 xt。
The two-dimensional signal S(G*+ ty) obtained as a result of performing such measurements by changing the magnitude of the gradient magnetic field in the X direction
is between the nuclear spin distribution ρ(X, y) of the selected cross section and S (G, +ty) = ff p (x+y)exp
(-j y (G, xt.

+ G F yty))        (11)の関
係がある。ただし、 (11)式はG、、G、の傾斜が
直線的で静磁場が均一である場合にのみ成立するもので
ある。(11)式からも分かるように、選択断面の核ス
ピン分布ρ(x、y)はS (G −+ t y )を
2次元逆フーリエ変換することにより求まる。以上が変
形スピンワープ法の原理である。
+ G F yty)) There is the relationship shown in (11). However, equation (11) only holds true when the slope of G, , G is linear and the static magnetic field is uniform. As can be seen from equation (11), the nuclear spin distribution ρ(x, y) of the selected cross section is found by performing a two-dimensional inverse Fourier transform on S (G −+ t y ). The above is the principle of the modified spin warp method.

さて、もし視野内で静磁場が均一でなく、さらに傾斜磁
場に非直線性がある場合には、S(G、。
Now, if the static magnetic field is not uniform within the field of view and the gradient magnetic field has nonlinearity, then S(G,

ty)とρ(xey)の関係は(11)式ではなく、前
記(1)式で表わされる。そして、計測信号S(G、。
ty) and ρ(xey) is expressed not by equation (11) but by equation (1) above. Then, the measurement signal S(G,.

t、)i2次元逆フーリエ変換して得られる画像は、ρ
’ (x’ r y’ )であり、これはもとの分布ρ
(:cty)に(2)式で示される座標変換をほどこし
たものに等しい、すなわち点(X、y)における核スピ
ン分布ρ(x、y)に対応する画像濃度は、再生画像に
おいては(2)式で示される点(x’ * y’”)に
再生されることになる。
t,)i The image obtained by two-dimensional inverse Fourier transformation is ρ
'(x'ry' ), which is the original distribution ρ
The image density corresponding to the nuclear spin distribution ρ(x, y) at the point (X, y), which is equal to (:cty) subjected to the coordinate transformation shown by equation (2), is ( 2) It will be reproduced at the point (x' * y''') shown by the equation.

本発明はこのことを利用し、ρ’ (x’ + y’ 
)からもとの分布ρ(x、y)に対応した画像を得る場
合に、(8)式、(9)式、 (10)式に示されるよ
うに、大きさの異なる傾斜磁場G□(Xl yLGyx
(x+y)を用いて、静磁場の不均−E(xty)と傾
斜磁場の非直線性εjX+3’L εy(:ct y)
とを分離して計測し、そのデータに基づいて(8)式あ
るいは(9)式により、ρ(x+y)を得るものである
The present invention takes advantage of this fact and calculates ρ'(x' + y'
) to obtain an image corresponding to the original distribution ρ(x, y), the gradient magnetic field G□( Xl yLGyx
(x+y), the inhomogeneity of the static magnetic field -E(xty) and the nonlinearity of the gradient magnetic field εjX+3'L εy(:ct y)
is measured separately, and ρ(x+y) is obtained based on the data using equation (8) or equation (9).

ところで、実際にはρ(X、y)は離散点で求めるので
1画像をNXNのマトリックスで計算するとして、ρC
x、y)をρ(I、J)(1=0.1゜・・・N−1:
J=0,1.・・・N−1)と表記する。
By the way, in reality, ρ(X, y) is calculated at discrete points, so if one image is calculated using an NXN matrix, ρC
x, y) as ρ(I, J) (1=0.1°...N-1:
J=0,1. ...N-1).

また、画素点(I、J)上の静磁場の規準値からのずれ
、傾斜磁場の直線からのずれf*(Xl yLεycx
+ y)もそれぞれE(IT JL t、(x、JLε
、C1,J)と書<、a、1における再生画像データρ
’ (X’ t y’ )も離散点で求まるのでρ′C
I’ 、J’ )と表記する。さらにayzにおける再
生画像データρ’ (x’ * y’ )も離散点で求
まるので、ρ’(I’、J’)と表記する。
In addition, the deviation of the static magnetic field on the pixel point (I, J) from the standard value, the deviation of the gradient magnetic field from the straight line f*(Xl yLεycx
+ y) are also E(IT JL t, (x, JLε
,C1,J) written as <,a,1, the reproduced image data ρ
'(X'ty') is also found at discrete points, so ρ'C
I', J'). Furthermore, since the reproduced image data ρ'(x' * y') at ayz is also determined by discrete points, it is expressed as ρ'(I',J').

さて1画素点(I、J)における静磁場不均一および傾
斜磁場の非直線性を補正した後の1画素点(I、J)に
おける値ρ(I、J)は再生画像において、 によって計算される点(ξ、η)における画像濃度に等
しい、ところで点(ξ、η)は一般には再生像が計算さ
れている画素点(I’ 、J’ )(I’0.1・・・
N−1: J’ =0.1.・・・N−1)とは一致し
ない、従って、例えばρ′(ξ′、η′)の値を(ξ′
、η′)を囲む4点で補間して求めることなどが考えら
れる。すなわち、 とする。ここで記号[]は、[]の中の値を越えない最
大の整数で意味するものとする。 (13)式の結果を
用いて g =(1−A工)(1−A2)ρ’ (11j)+(
1−Δt) IJzρ’(1+j+1)+A工(1−A
1)ρ’(11,]+1)+Δ□Δ2ρ’ (4+ 1
 、j+ 1 )    (14)を計算し。
Now, the value ρ(I, J) at one pixel point (I, J) after correcting the static magnetic field inhomogeneity at one pixel point (I, J) and the nonlinearity of the gradient magnetic field is calculated in the reproduced image by However, the point (ξ, η) is generally the pixel point (I', J') (I'0.1...
N-1: J' = 0.1. ...N-1). Therefore, for example, the value of ρ'(ξ', η') is set to (ξ'
, η') may be considered. In other words, let. Here, the symbol [ ] shall mean the largest integer not exceeding the value in [ ]. Using the result of equation (13), g = (1-A) (1-A2) ρ' (11j) + (
1-Δt) IJzρ'(1+j+1)+A(1-A
1) ρ'(11,]+1)+Δ□Δ2ρ' (4+ 1
, j+1 ) (14).

ρ(I、 J)=g             (15
)とする。ρ(I、J)は補間誤差を無視すると、静磁
場の不均一および傾斜磁場の非直線性を補正した画像が
得られることになる。
ρ(I, J)=g (15
). When ρ(I, J) ignores interpolation errors, an image is obtained in which the inhomogeneity of the static magnetic field and the nonlinearity of the gradient magnetic field are corrected.

第4図に本発明の一実施例である検査装置の構成図を示
す。図において、1は計算機、2は高周波パルス発生器
、3は電力増幅器、4は高周波磁場を発生させると同時
に対象物体16から生ずる信号を検出するためのコイル
、5は増幅器、6は検波器、7は信号処理装置である。
FIG. 4 shows a configuration diagram of an inspection device that is an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a computer, 2 is a high-frequency pulse generator, 3 is a power amplifier, 4 is a coil for generating a high-frequency magnetic field and at the same time detecting the signal generated from the target object 16, 5 is an amplifier, 6 is a detector, 7 is a signal processing device.

また、8,9および10はそれぞれ2方向およびこれに
直角の方向の傾斜磁場を発生させるコイル、11,12
゜13はぞれぞれ上記コイル8,9.10を駆動する電
源部である。
Further, 8, 9 and 10 are coils that generate gradient magnetic fields in two directions and in a direction perpendicular to these, respectively; 11, 12;
13 is a power supply unit that drives the coils 8, 9, and 10, respectively.

計算機1は各装置に種々の命令を一定のタイミングで出
力する機能をも有するものである。高周波パルス発生器
2の出力は電力増幅器3で増幅され、上記コイル4を励
磁する。該コイル4は前述の如く受信コイルを兼ねてお
り、受信された信号成分は増幅器5を通り検波器6で検
波後、計算機1に入力され信号処理後ディスプレイ7で
画像に変換される。
The computer 1 also has a function of outputting various instructions to each device at a constant timing. The output of the high frequency pulse generator 2 is amplified by a power amplifier 3 to excite the coil 4. The coil 4 also serves as a receiving coil as described above, and the received signal component passes through the amplifier 5 and is detected by the detector 6, then input to the computer 1, where it is converted into an image on the display 7 after signal processing.

なお、静磁場の発生は電源15により駆動されるコイル
14で行う。検査対象物体である人体16はベッド17
上に載置され、上記ベッド17は支持台18上を移動可
能なように構成されてぃる。
Note that the static magnetic field is generated by a coil 14 driven by a power source 15. The human body 16, which is the object to be inspected, is placed on the bed 17.
The bed 17 is configured to be movable on a support stand 18.

また、19.20は記憶装置(以下「メモリ」という)
である、メモリ19には補正前の前記画像ρ’ (I’
 、J’ L ρ’ (X’ r y’ )が格納され
ており、メモリ20には(13)式から計算された、す
べての画素点(I、J)に対応する(i、j)および(
Δ4.Δ2)が格納されている。この(i、j)。
In addition, 19.20 is a storage device (hereinafter referred to as "memory")
The memory 19 stores the image ρ'(I'
, J' L ρ'(X'ry' ) are stored in the memory 20, and (i, j) and corresponding to all pixel points (I, J) calculated from equation (13) (
Δ4. Δ2) is stored. This (i, j).

(Δ0.Δ2)の計算には(8)式を用いる。上述の如
く構成された検査装置において、計算機1は補正後の画
素点(I、J)に対する(i、j)および(IUよ、Δ
2)を前記メモリ18からロードし、i+1. j+1
.1−Δ1,1−72を計算する1次にメモリ19から
ρ/ (i/ 、j7 )、ρ’(i+1゜j′)、ρ
’ (1’ z j+1)およびρ’ (i+1゜j+
1)をロードし、(14)式を計算し、その結果を画素
点(L J)における補間後の画像ρ(I、J)とする
、上述の計算をすへての画素点(I、J)について行な
い、その結果をディスプレイ7に表示する。
Equation (8) is used to calculate (Δ0.Δ2). In the inspection apparatus configured as described above, the computer 1 calculates (i, j) and (IU, Δ) for the corrected pixel point (I, J).
2) from the memory 18, i+1. j+1
.. From the primary memory 19 to calculate 1-Δ1, 1-72, ρ/ (i/ , j7 ), ρ'(i+1゜j'), ρ
'(1' z j+1) and ρ' (i+1゜j+
1), calculate equation (14), and use the result as the interpolated image ρ(I, J) at the pixel point (L J). J) and display the results on the display 7.

ところで、(13)式を計算するにあたっては、E、C
I、J)、ε、(I、J)、E(I、J)がすでに求ま
っていなければならない。これらを求めるには前述した
ように第1図に示すファントムを用いる。このファント
ムは丸印に示す位置に試料が置かれているか、あるいは
その部分だけ試料が除去されているものである。以後の
説明では便ぎ上。
By the way, when calculating equation (13), E, C
I, J), ε, (I, J), and E(I, J) must already be found. To obtain these, the phantom shown in FIG. 1 is used as described above. In this phantom, the sample is placed at the position indicated by the circle, or the sample is removed only from that part. The following explanation is for convenience only.

前者の場合を対象にして行なう。いまG、1の傾斜磁場
を印加した時に得られた画像を第2図に示すものとする
。試料21に対応する像22となることが分かれば、試
料21の座標Cx、y)と像22の座標Cx’ + y
’ )との関係が求まることになる。
We will focus on the former case. Assume that the image obtained when a gradient magnetic field of G, 1 is applied is shown in FIG. If it is known that the image 22 corresponds to the sample 21, the coordinates Cx, y) of the sample 21 and the coordinates Cx' + y of the image 22
' ) will be found.

さて、試料21と像22とが対応することは1人間が判
断して計算機に入力することも可能であるし、あるいは
計算機に判断させることも可能である。後者の場合につ
いて以下若干補足説明する。
Now, it is possible for one person to determine that the sample 21 and the image 22 correspond and input it into a computer, or it is also possible to have the computer determine the correspondence. The latter case will be explained below with some additional information.

まず、測定の前にファントムの中心が再生画像の中心と
なるように、RFパルスの周波数あるいは静磁場の大き
さを調整する。このような条件下で第2図に示すような
横軸がN点、縦軸もN点からなる画像が得られたとする
と、■I=O,J’=0(最も左上の点、工;横軸、に
縦軸の点から出発して、第5図の矢印に示す向きに走査
し、極大値、を検出する。ただし、画像には雑音が含ま
れているので、あらかじめ平滑化すると同時に、適当な
閾値を設けて、背景雑音を除去しておくことが必要であ
る。そこで■極大値の得られた座標を(IP、J、)と
し、それ以外の点の値を全て零とする。次に■第6図の
矢印に示すように、I=J=0の点から再び走査し、零
以外の値を見つけたらJに1を加えて再びI=Oから走
査することを繰り返す。このとき、隣りあう極大値の横
軸の座標間に次の条件があれば、そこで走査を中止し、
それまでに検出した極大値の中で最大となる点の座標を
Cxx、J工)としてメモリー19に格納する。
First, before measurement, the frequency of the RF pulse or the magnitude of the static magnetic field is adjusted so that the center of the phantom becomes the center of the reproduced image. Under these conditions, if an image as shown in Fig. 2 is obtained with N points on the horizontal axis and N points on the vertical axis, ■I=O, J'=0 (the upper left point, Starting from the point on the horizontal axis and the vertical axis, scanning is performed in the direction shown by the arrow in Figure 5 to detect the maximum value.However, since the image contains noise, it is smoothed in advance and the , it is necessary to set an appropriate threshold and remove background noise. Therefore, ■ Set the coordinates where the maximum value was obtained as (IP, J,), and set the values at all other points to zero. Next, as shown by the arrow in FIG. 6, scan again from the point I=J=0, and when a value other than zero is found, add 1 to J and scan again from I=O, repeating the process. At this time, if the following conditions exist between the coordinates of the horizontal axis of adjacent maximum values, scanning is stopped there,
The coordinates of the point that is the largest among the maximum values detected so far are stored in the memory 19 as Cxx, J).

l r、 −1に、、l >ΔI ここで、に=o、1.・・・、N−2であり、Δ工は結
果を見ながら適当に決めればよい。(工t、J1)が一
度求められれば、■それまでの検出した極大値を全て零
として、再び段階■に戻って■までを繰り返し、全て零
となった時点で走査を中止する。
l r, -1, , l > ΔI where, = o, 1. ..., N-2, and Δwork can be determined appropriately while looking at the results. Once (t, J1) is determined, (1) set all the maximum values detected up to that point to zero, return to step (2), repeat the steps up to (2), and stop scanning when all the values become zero.

このような操作により1画像上で全ての試料の位置が求
まったことになる。このようにして求めた(I’ 、J
’ )は画像の一部であるので残りの点は補間により求
めなければならない。ファントムでの試料位置はあらか
じめ決めることができるので、それを(I、J)とする
と前述した操作により得られた座標(I’ 、J’ )
とから(8)式を用いてか得られる。全く同様の操作に
より、 が得られる。この4つの式より、ε、(I、J)。
Through such operations, the positions of all the samples on one image have been determined. In this way, (I', J
' ) is part of the image, so the remaining points must be found by interpolation. The sample position on the phantom can be determined in advance, so if it is (I, J), the coordinates (I', J') obtained by the above operation are
It can be obtained using equation (8) from . Exactly the same operation yields . From these four equations, ε, (I, J).

εF(I、J)、E(I、J)が求まる。なお、試料と
画像の対応関係を求める方法はこれに限らず、例えば重
心を計算するなどが考えられる。
εF(I, J) and E(I, J) are found. Note that the method for determining the correspondence between the sample and the image is not limited to this, and for example, calculating the center of gravity may be considered.

以上の実施例の説明においては1.変形スピンワープ法
を用いた場合であったが、本発明はこれに限らず、他の
シーケンスに対しても有効なことは明らかである。
In the description of the above embodiments, 1. Although the modified spin warp method was used, it is clear that the present invention is not limited to this and is effective for other sequences as well.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた如く、本発明によれば、静磁場、傾斜磁場お
よび高周波磁場内におけるNMR呪象を利用する検査装
置において、前記静磁場および/または傾斜磁場の視野
内における強度分布を計潤し、それにより上記磁場下で
得た画像を各点ごとに補正するようにしたので、静磁場
の不均一および/または傾斜磁場の非直線性の形響を補
正することが可能な装置を実現できるという効果を奏す
るものである。
As described above, according to the present invention, in an inspection apparatus that utilizes NMR phenomena in a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field, the intensity distribution within the field of view of the static magnetic field and/or the gradient magnetic field is calculated, and Since the image obtained under the magnetic field is corrected point by point, it is possible to realize a device that can correct the effects of non-uniformity of the static magnetic field and/or non-linearity of the gradient magnetic field. It is something that plays.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は静磁場、傾斜磁場の分布を計測するためのファ
ントムを示す図、第2図はそれに対して得られた画像を
示す図、第3図は変形スピンワープ法を説明するための
図、第4図は本発明の一実施例である検査装置の概略構
成を示す図、第5゜6図は画像より試料の中心位置を求
める方法を説明するための図である。 第1 図 第20
Figure 1 is a diagram showing a phantom for measuring the distribution of static magnetic fields and gradient magnetic fields, Figure 2 is a diagram showing images obtained from it, and Figure 3 is a diagram to explain the modified spin warp method. , FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus which is an embodiment of the present invention, and FIGS. 5-6 are diagrams for explaining a method of determining the center position of a sample from an image. Figure 1 Figure 20

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、静磁場、傾斜磁場および高周波磁場の各磁場発生手
段と、検査対象からの核磁気共鳴信号を検出する信号検
出手段と、該信号検出手段の検出信号の演算を行う計算
機および該計算機による演算結果の出力手段を有し、前
記検査対象のフーリエ空間における直交座標点を計測す
る如く構成された核磁場共鳴を用いた検査装置において
、信号観測時に印加する傾斜磁場の強度を複数通りに変
えて得た画像を格納するメモリーを設け、前記メモリー
を読み出して演算により、静磁場および/または傾斜磁
場の強度分布を求める如く構成されたことを特徴とする
核磁気共鳴を用いた検査装置。 2、特許請求の範囲第1項に記載の検査装置において、
前記磁場強度分布を格納したメモリから読み出したデー
タを用いて前記磁場のもとで計測された画像を補正する
如く構成されたことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検
査装置。
[Claims] 1. Magnetic field generating means for a static magnetic field, a gradient magnetic field, and a high-frequency magnetic field, a signal detecting means for detecting a nuclear magnetic resonance signal from an object to be examined, and calculating a detection signal of the signal detecting means. In an inspection apparatus using nuclear magnetic field resonance, which includes a computer and an output means for the calculation results of the computer, and is configured to measure orthogonal coordinate points in Fourier space of the inspection target, the intensity of a gradient magnetic field applied during signal observation. A method using nuclear magnetic resonance, characterized in that it is configured to include a memory for storing images obtained by changing the image in a plurality of ways, and to read out the memory and calculate the intensity distribution of the static magnetic field and/or the gradient magnetic field. Inspection equipment. 2. In the inspection device according to claim 1,
An inspection apparatus using nuclear magnetic resonance, characterized in that the apparatus is configured to correct an image measured under the magnetic field using data read from a memory storing the magnetic field intensity distribution.
JP59206225A 1984-10-03 1984-10-03 Inspecting device using nuclear magnetic resonance Granted JPS6184550A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019213852A (en) * 2018-06-12 2019-12-19 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Determination of higher order terms of three-dimensional gradient impulse response function

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019213852A (en) * 2018-06-12 2019-12-19 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Determination of higher order terms of three-dimensional gradient impulse response function

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